WArunki niezbędne do zdrowego rozwoju roślin: 1/woda glebowa, 2/ składniki pokarmowe, 3/ temp, 4/ światło, 5/ wilgotność.
SZKODLIWOŚC CHORÓB WYNIKA Z: 1/ powszechności i różnorodności występowania chorób, w literaturze są opisy: a/ ponad 80 tys chorób powodowanych przez organizmy grzybopodobne i grzyby, b/ ponad 200 chorób bakteryjnych, c/ ok. 75 chorób fitopatologicznych, d/ ponad 700 ch. wirusowych, e/ ponad 200 ch. jabłoni, f/ ok. 120 ch. pomidora, g/ ponad 80 ch. pszenicy. 2/ pojawienia się epidemii chorób i nowych gat. lub ras patogenów, 3/ obniżenia jakości produktów roślinnych (obniżenie zawartości białka, węglowodanów, tłuszczów etc.), 4/ zatrucia produktów roślinnych toksykami, 5/ powodu konieczności prowadzenia zabiegów ochronnych.
PRZYKŁADY SZKODLIWOŚCI:1/ głodowa śmierć ponad 200 tys. Irlandczyków z powodu epidemii zarazy ziemniaczanej (1845-1846). 2/ bankructwo farmerów w środkowych stanach.
METODY ZWIĄKSZANIA ZAOPATRZENIA ludności w żywność: 1/ zwiększenie powierzchni upraw, 2/ poprawa metod uprawy, 3/ zwiększanie nawożenia, 4/ stosowanie bardziej wartościowych odmian roślin, 5/ zwiększenie nawadniania, 6/ poprawa metod ochrony roślin.
DZIAŁY FITOPATOLOGII: 1/ ETIOLOGIA: zajmuje się przyczynami chorób infekcyjnych (wirusy, bakterie, grzyby).
2/ PATOGENEZA: a/ wyjaśnia mechanizmy rozwoju choroby począwszy od zakażenia, b/ uwzględnia różnego rodzaju współdziałania między czynnikami chorobotwórczymi, warunkami środowiska i porażoną rośliną. c/ obejmuje zagadnienia dotyczące mechanizmów odporności roślin na choroby.
3/ EPIDEMIOLIGIA: a/ omawia rozwój chorób i ich szkodliwość w populacji roślin, b/ zajmuje się źródłami infekcji, wpływem czynników zewnętrznych na rozwój chorób i rozprzestrzenianiu się patogenów.
4/ OCHRONA ROŚlin przed patogenami zajmuje się sposobami chronienia roślin przed chorobami i ich leczeniem.
KLASYFIKACJA CHORÓB: 1/ Choroby infekcyjne powodowane przez: a/ wirusy, b/ organizmy mikoplazmopodobne, riketsjopodobne i spiroplazmy. c/ bakterie, d/ organizmy grzybopodobne i grzyby, e/ pasożytnicze rośliny nasienne. 2/ Choroby nieinfekcyjne (nieograniczonego pochodzenia) obejmuje: a/ czynniki atmosferyczne, b/ czynniki glebowe.
CHOROBA rośliny jest w swej istocie zakłóconym przez czynniki zewnętrzne procesem fizjologicznym na tyle długotrwałym, że prowadzącym do zmian strukturalnych tego organizmu, zagrażających istnieniu lub normalnemu rozwojowi całej rośliny lub jej części.
SKUTKI ODDZIAŁYWANIA PATOGENÓW ROŚLINNYCH. Patogeny wywołują choroby o roślin przez: 1/ osłabienie rośliny wskutek pobierania składników pokarmowych z komórek gospodarza, 2/ zatrzymanie lub zakłócenie metabolizmu komórek gospodarza przez toksyny, enzymy lub regulatory wzrostu, 3/ zablokowanie transportu składników pokarmowych i wody przez tkanki, 4/ skonsumowanie zawartości komórki.
PASOŻYTNICTWO I PATOGENICZNOŚC nie są pojęciami jednoznacznymi: 1/ Pasożyt - organizm żyjący na żywej roślinie i otrzymujący z niej składniki pokarmowe. 2/ Pasożytnictwo - są to zależności zachodzące między pasożytem i jego gospodarzem, jest rodzajem cudzożywności.
WŚRÓD PASOŻYTÓW WYRÓŻNIAMY: 1/ patogeny organizm, często mikroorganizm, wywołujący chorobę. Jednak głównym celem patogena jest zdobycie pokarmu. Wywołuje on chorobę u rośliny, by osłabić jej możliwości obronne, musi posiadać geny patogeniczności (zasada zamka i klucza), 2/ pasożyty niepatogeniczne korzystają ze składników pokarmowych żywej rośliny, ale nie wywołują u niej choroby np. Phialophora graminicola, grzyb powszechnie zasiedlający korzenie wielu gatunków traw, 3/ symbionty - pasożytnictwo współzależne, z jednej strony korzystają z pokarmów rośliny, z drugiej zaś albo bezpośrednio zaopatrują ją w składniki pokarmowe, albo ułatwiają roślinie ich pobieranie..
Patogeniczność jest: 1/ genetycznie uwarunkowaną zdolnością pasożyta do zakłócania jednej lub więcej życiowych funkcji fizjologicznych rośliny. 2/ pasożyt odgrywa w tym procesie istotną, ale często nie najbardziej znaczącą rolę.
CECHY PASOŻYTÓW PATOGENICZNYCH: 1/Powinowactwo pasożytnicze: 1/ jest wzajemną skłonnością pasożyta i żywiciela, 2/ wyraża się trofizmem i przystosowanie enzymatycznym czynnika chorobotwórczego względem żywiciela, które umożliwiają infekcję i kolonizację tkanek gospodarza, brak powinowactwa hamuje infekcję lub kolonizację. 2/Agresywność: 1/ jest zdolnością do zakażania, kolonizowania i wykorzystywania pokarmów rośliny, 2/ zależy od cech patogena i żywiciela oraz czynników zewnętrznych. 3/Patogeniczność: jest mierzona progiem infekcyjnym, tj. najmniejszą liczbą jednostek infekcyjnych patogena (liczba komórek bakterii, zarodników grzyba itp) niezbędną do zakażenia rośliny oraz czasem trwania infekcji i inkubacji choroby. Patogeniczność jest: 1/ genetycznie uwarunkowaną zdolnością pasożyta do wywołania choroby, 2/ wyrażana wirulencją tj. stałą genetyczna zdolnością patogena do wywołania choroby.
RODZAJE PASOŻYTÓW PATOGENICZNYCH
w zależności od stopnia uzależnienia od rośliny: 1/ patogeniczne pasożyty obligatoryjne: 1/rozwijają się tylko na żywych roślinach, 2/zwykle zakażają rośliny w dobrej kondycji, 3/zakażają roślinę głównie przez naturalne otwory i powierzchnie ciągłe rośliny, rzadziej przez rany, 4/w większości przypadków nie dają się hodować na sztucznych podłożach, 5/zwykle naruszają rośliny wolno, 6/są reprezentowane przez organizmy grzybopodobne z gromady Plasmodiophorales i rodziny Peronosporaceae oraz grzyby z rzędu Erysiphales i Uredinales, 2/ patogeniczne pasożyty fakultatywne: 1/żyja powszechnie jako saprotrofy lecz w pewnych warunkach odżywiają się pasożytniczo, 2/łatwiej porażają rośliny osłabione, 3/zakażają rośliny głównie przez rany, czasami przez uszkodzoną skórkę, 4/rosną dobrze na sztucznych podłożach, 5/często wywołują nekrozy tkanek, 6/są reprezentowane przez m.in. Botrytis Cinarea, Phytium spp. i Fusarium spp., 3/patogeniczne saprotrofy fakultatywne: 1/potrafią żyć na martwej materii, 2/ żyją głównie pasożytniczo, choć czasami mogą rozwijać się saprotroficznie, 3/ porażają rośliny w dobrej kondycji i osłabione, 4/ zakażają rośliny głównie przez naturalne otwory, rany i czasem przez nie uszkodzona skórkę, 5/ dobrze rosną na sztucznych podłożach, 6/ wywołują nekrozy tkanek, 7/ przechodzą w cyklu rozwojowym fazę pasożytniczą i saprotroficzną, 8/ reprezentowane przez grzyby z gromady Ascomycota, 4/ patogeniczne półpasożyty: są organizmami zdolnymi do fotosyntezy, włączają się w obieg i pobierają wodę, sole mineralne z rośliny gospodarza np. jemioła (Viscum album), która szczególnie często pasożytuje na topoli.
PODZIAŁ W ZALEŻN. OD LICZBY ŻYWICIELI: 1/Monofagiczne - atakują 1 gat. roślin lub kilka gat. blisko spokrewnionych (liczni sprawcy rdzy, mączniaków prawdziwych, większość z nich to pasożyty obligatoryjne). 2/Polifagiczne - atakują wiele gat roślin - większość z nich to pasożyty fakultatywne (Phytium, Fusarium). 3/Omnifagi - wszystkożerne (Botrytis cinarea) - pasożyty słabości.
SPECJALIZACJA PASOŻYTNICZA WYRAŻA SIĘ: 1/ przystosowaniem pasożyta do organu rośliny, 2/ zdolnością tworzenia form specjalnych i ras fizjologicznych.
CECHY FORM SPECJALNYCH I RAS. Forma specjalna: 1/ jest forma przystosowania sie do gatunku rośl. nap. Fusarium oxysporum f. sp. dianthi pasożytuje na goździku, a F.o. f. sp. pini na sośnie. 2/ zwykle różnią się tylko nieznacznie cechami morfologicznymi. Rasa fizjologiczna: 1/ jest formą przystosowania się do odmiany gat. rośliny, 2/ nie różni sie morfologią od innych ras, 3/ różnicuje się na podstawie patogeniczności względem różnych odmian danego gat, 4/jest oznaczana liczbą np. Fusarium oxysporum f. sp. dianthi rasa 1 jest w stanie zainfekować tylko np. odmianę A goździka, a Fusarium oxysporum f. sp. dianthi rasa 2 - tylko dmianę B tej rośliny.
TRÓJKĄT CHOROBOWY
PROCES CHOROBOWY - jest współdziałaniem patogena z rośliną w określonych warunkach środowiska.
STADIA PROCESU CHOROBOWEGO - CYKL CHOROBOWY. Występowanie każdej choroby infekcyjnej poprzedza szereg następujących po sobie zjawisk, które składają się na proces chorobowy w czasie których choroba rozpoczyna się, rozwija i utrzymuje, który czasami pokrywa się z cyklem życiowym patogena, ale nie zawsze.
CYKL ŻYCIOWY PATOGENA czas, który mija od momentu spotkania patogena z rośliną.
PROCES CHOROBOWY SKŁADA SIĘ Z: 1/ infekcji, 2/ inkubacji (wylęganie się choroby), 3/ choroby właściwej, 4/ wyzdrowienia, 5/ wyrównania.
INFEKCJA: 1/ jest to pierwszy etap procesu chorobowego, 2/ rozpoczyna się skontaktowaniem patogena z rośliną a kończy pasożytowaniem, 3/ jest dokonywana biernie przez wirusy i mykoplasmy (są wprowadzane do rośliny przez wektory lub mechanicznie) lub czynnie (bakterie, oraganizmy grzybopodobne, grzyby, pasożytnicze rośliny nasienne) wskutek aktywności własnej patogenów. FAZY INFEKCJI CZYNNEJ: 1/ Inokulacja (skontaktowanie), 2/ Wnikanie (penetracja), 3/ Pasożytowanie.
INOKULACJA - jest to skontaktowanie się patogena z rośliną. INOKULUM - jest jakakolwiek część patogena, która może zainicjować chorobę. U organizmów grzybopodobnych i grzybów inokulum mogą być zarodniki, sklerocja lub fragmenty grzybni. U bakterii, mikoplazm, riketsji i wirusów oraz wiroidów inokulum jest zawsze cała komórka bakterii, mikoplazmy, riketsji lub cząstka wirusa albo wiroida. dzieli się na: pierwotne - przeżywa przez zimę lub lato i wywołuje pierwszą infekcję na wiosnę zwaną infekcja pierwotną, wtórne - pochodzi z pierwotnych infekcji i wywołuje infekcje wtórne. Źródłami inokulum mogą być: resztki porażonych roślin i chorujące rośliny, gleba, nasiona, organy wegetatywnego rozmnażania (bulwy, cebule, korzenie, sadzonki), sąsiednie porażone rośliny lub plantacje znacznie oddalone. przenoszenie przez: wiatr, wodę i wektory, np. owady, a w przypadku wirusów również nicienie i grzyby.
INKUBACJA CHOROBY: 1/ jest drugim etapem infekcyjnego procesu chorobowego, 2/ rozpoczyna się po zakończeniu infekcji a kończy się ukazaniem pierwszych objawów chorobowych, 3/ charakteryzuje się przyrostem liczbowym patogena w roślinie i kolonizacją coraz większych jej obszarów, 4/ trwa (okres inkub.) od 2-4 dni (choroby wirusowe i bakteryjne) do 2-3 lat (wiroidalne i mikoplazmatyczne choroby drzew). OKRES INKUBACJI ZALEŻY OD: 1/ Patogeniczności patogena tj. zdolności wywoływania choroby, 2/ agreswności tj. infekcyjności: zdolność do zakażenia, szybkiego rozmnoęnia i skolonizowania żywiciela, 3/ podatności genetycznej rośliny (gat., odm.) na patogena i chorobę, 4/ wielkość rośl. lub jej organ, 5/ temperatury (im jest zbliżona do optimum patogena tym szybszy rozwój).
CHOROBA WŁAŚCIWA: 1/ jest trzecim etapem rozwoju infekcyjnego procesu chorobowego, 2/ rozpoczyna się po zakończeniu inkubacji, a zwykle kończy się z końcem wegetacji rośl. lub jej smiercią, 5/ obejmuje zasiedlenie rośliny przez patogena i jego rozmnożenie, 4/ wyraża się ukazaniem objawów chorobowych, których przebieg i obraz nazywa się syndromem choroby.
PRÓG INFEKCJI-1.Jest liczbą propagul niezbędną do dokonania infekcji 2.Zależy od infekcyjności patogena, następnie od podatności rośliny na czynnik chorobotwórczy 3.Zapewnia wywołanie choroby, po przekroczeniu progu.
PENETRACJA(miejsce i przebieg)1-zranienia spowodowane przez wiatr, grad, burze, a zewnętrzne przez człowieka 2-naturalne otwory: aparaty szparkowe, przetchlinki, hydatody, kanały w miodnikach kwiatów, blizny po liściach lub owocach, spękania w skutek ich rozgałęziania się 3-ciągłe nieuszkodzone i pokryte kutykula tkanki. KIEŁKOWANIE ZARODNIKÓW I NASION ZALEZY OD: 1-długości czasu spoczynku 2- wilgotności 3-czasu wymaganego do wytworzenia innych zarodników (np. zoospor, bazydospor)4- ilości składników odżywczych 5- obecności i składu organizmów antagonistycznych i nadpasożytów. SPOSOBY WNIKANIA I ZASIEDLANIA ROŚLINY PRZEZ GRZYBY: 1/ bezpośrednie:- przez grzybnię powierzchniowo z wytworzeniem haustoriów -przez grzybnię pod kutykulą - przez appresorium z klinem infekcyjnym i grzybnię sródkomórkową- przez apressorium z klinem infekcyjnym i grzybnię międzykomórkowa.-przez przez apressorium z klinem infekcyjnym i grzybnię międzykomórkową i haustoriami 2/wnikanie przez naturalne otwory: szparki i rany. Bakterie wnikają do rośliny przez: szpaki, rany, hydatody, kwiaty. Wirusy i mikroplazmy wnikają do rośliny przez: -wprowadzenie ich przez wektory- uszkodzenia wywołane przez maszyny i inne czynniki. 3. Wnikanie przez nieuszkodzoną skórke:1- jest najbardziej rozpowszechnionym typem wnikania przez grzyby i jedynym sposobem wnikania przez rośliny pasożytnicze 2-u grzybów jest poprzedzone wytworzeniem na strzępkach delikatnych rozgałęzień lub appresorium (przylistki) z klinem infekcyjnym 3- odbywa się w wyniku mechanicznego nacisku i enzymatycznego rozmiękczania ściany komórkowej. Wnikanie poprzedzają:1-rozpoznanie chemiczne gospodarza (kwasy tłuszczowe białka) 2- u bakterii -zwiększenie liczebności inokulum wskutek rozmnażania się komórek 3- u grzybów i pasożytniczych roślin nasiennych-pobieranie wody i pęcznienie odpowiednio zarodników nasion. Warunki środowiska wpływające na wnikanie: 1-woda-umozliwia przemieszczanie się bakterii i zarodników pływkowych - jest niezbędna do kiełkowania zarodników większości patogenów - ropuszcza substancje wydzielane przez rośliny 2- temp.- wpływa na szybkość reakcji fizjologicznych patogena-ma różny wpływ w zależności od gatunku patogenna(termiczne wymagania patogenów w czasie kiełkowania)-decyduje o dostępności wody 3-tlen-jest wymagany do oddychania i gromadzenia energii 4-pH środowiska bakterie wymagają pH.>7,0- Organizmy grzybopodobne i grzyby preferują pH<7,0. 5.Wydzieliny innych mikrorganizmów
6.Skład i aktywność organizmów towarzyszących
ODPORNOŚĆ na chorobę jest cechą rośliny gospodarza nie pozwalającą wywołać chorobę przez dostosowanego do niej patogena. ODPORNOŚĆ ROŚLIN NA CHOROBĘ JEST UWARUNKOWANA: 1/ posiadaniem genów odporności, 2/ nabyciem odporności systemicznej, 3/zdolnością rozpoznawania inokulatorów, tj. protein, glukanów lub glikoprotein patogena, 4/ posiadaniem pewnych cech fenotypowych kształtujących odporność bierna lub czynną rośliny względem patogena.
RODZ. ODPORNOŚCI NA CZYNNKI CHOROBOTWÓRCZE: 1/ odporn. bierna, 2/ odporn. czynna. Odporność bierną i czynną kształtują: 1/ bariery strukturalne, 2/ bariery biochemiczne i fizjologiczne. ODPORNOŚĆ BIERNA (przedinfekcyjna, aksenia, odporność), kształtują ją: 1/ ilość i jakość wosku pokrywającego kutykule, 2/ grubość kutykuli, 3/ obecność lub brak włosków na powierzchni liści, 4/ gruba ściana komórek wysycona ligninami lub suberyną, 5/ ilość przetchlinek: liczba, kształt, wielkość, umiejscowienie aparatów szparkowych, 6/czas otwierania się aparatów szparkowych, 7/ duży udział tkanek mechanicznych, 8/ obecność zewnętrznych osłonek wiązek przewodzących, 9/ obecność inhibitorów kiełkowania w wydzielinach liści lub korzeni przez odporne rośliny np. bzu, lnu i grochu na Fusarium, pomidora na Botrytis cinarea, 10/ brak induktorów patogenów, tj. protein, glukanów lub glikoprotein w wydzielinach roślin, 11/brak substancji biochemicznych będących receptorami toksyn patogena, 12/ brak hormonów lub witamin niezbędnych dla patogena, 13/ obecność związków fenolowych i produktów ich utleniania - chinonów np.: a/ fenoli w liściach jabłoni odpornych na Venturia inaequalis, b/ katecholu w bulwach ziemniaka odpornego na Spongospora subterranea, c/ kwasu chlorogenowego w korzeniach ziemnaka odpornego na Verticillium spp., 14/ obecność związków taminowych lub saponin, 15/ glukanazy i chitanazy tworzone przez roślinę, 16/ wysokie ciśnienie osmotyczne uniemożliwiające patogenowi pobieranie substancji odżywczych z komórek rośliny. ODPORNOŚĆ CZYNNA (poinfekcyjna, rezystencja, obronność). TYPY ODPORN. CZYNNEJ: 1/ odp. strukturalna, 2/odp. biochemiczna. STRUKTURY I REAKCJE TWORZONE WSKUTEK FUNKCJONOWANIA ODPRN. STRUKTURALNEJ: 1/ nabrzmiałe ściany komórkowe:1/ zawierają duże ilości bezpostaciowej lub włóknistej substancji często nasyconej związkami fenolowymi, 2/ powodują "uwięzienie" np. komórek bakterii, 3/ są tworzone przez rośliny odporne m.in. na: a/ bakterie patogeniczne, b/ Cladosporium cucumerinum - sprawcy parcha dyniowatych, c/ rośliny zdolne do lokalizacji wirusów w miejscu infekcji.2/ lignitubury: 1/ są otoczkami budującymi strzępki lub haustoria patogena, 2/ składają się ze zwykle szybko twardniejących śluzów, 3/ uniemożliwiają dalszy wzrost i kontakt z treścią komórki, 4/ są relatywnie mało skuteczną barierą. 3/ warstwa korka: 1/ reprezentuje bariery histologiczne, 2/ tworzy się wokół miejsca infekcji lub wzdłuż całego poprzecznego przekroju np. liścia, 3/ tłumi lub wstrzymuje dalsze rozprzestrzenianie się patogena, 4/ blokuje rozprzestrzenianie się enzymów, regulatorów wzrostu i toksyn patogena w zaatakowanej roślinie, 5/ blokuje dopływ substancji odżywczych, 6/ zwykle uśmierca oddzielone komórki, które wykruszają się, 7/ jest tworzona przez: a/ bulwy ziemniaka po infekcji przez Streptomyces scabies sprawcę parcha zwykłego ziemniaka, b/ liście drzew pestkowych zaatakowane przez Clasterosporium carpophilum sprawcę dziurkowatości liści drzew pestkowych. 4/ gumy: 1/ są tworzone najczęściej u zaatakowanych drzew pestkowych, 2/ odkładają się między komórkami lub wewnątrz komórek, wokół miejsc infekcji, 3/ funkcjonują podobnie jak warstwa korka. 5/ tylozy: 1/ są wrostami protoplasu przyległych komórek parenchymatycznych, 2/ hamują wzrost patogena, dyfuzja toksyn do składników odżywczych ze zdrowych organów rośliny. 6/ reakcja nadwrażliwości - 100% skuteczności wobec obligatoryjnych patogenów, doprowadza do śmierci komórek zainfekowanych często także komórek przyległych, wyraża się(przemieszczeniem jądra w stronę patogena, tworzeniem brunatnych ziarnistych struktur, brunatnienie i zamieranie komórek wraz z patogenem, odrzuceniem zmarłej komórki), występuje u bulw ziemniaka, odmian pszenicy, może wystąpić na całej roślinie prowadzi to do jej śmierci, eliminuje roślinę jako źródło infekcji, uśmierca patogena. Reakcje tworzone wskutek funkcjonowania odporności biochemicznej:
1/ wzrost związków fenolowych: a)obecnych przed infekcją, b)fitoaleksyny - fenole których nie ma w roślinie, 2/uwalnianie funigitoksycznych fenoli powstałych z nietoksycznych fenoli,
3/ powstanie bardziej toksycznych związków(utlenianie fenoli): oksydazy polifenolowe -peryoksydazy, 4/ indukcja syntezy enzymów PALu, 5/ tworzenie substratów odpornych na enzymy patogena, 6/ warstwy kalozy w miejscach infekcji, 7/ inaktywowanie enzymów lub toksyny patogena, 8/ uwalnianie związków fungitoksycznych z kompleksów nietoksycznych.
Podsumowanie *Niedopuszczenie do infekcji *Utrudnianie patogenowi penetracji i zasiedlanie tkanek *Tłumienie rozwoju i rozmnażania patogena *Niwelowanie negatywnych skutków działania patogena.
Rodzaje odporności roślin na choroby : odporność rzeczywista i odporność pozorna. ODPORNOŚC RZECZYWISTA. Odporność na chorobę, która jest kontrolowana genetycznie przez obecność jednego, kilku lub wielu genów odporności rośliny. W odporności rzeczywistej gospodarz i patogen są mniej lub bardziej wzajemnie niedostosowani w wyniku braku: a/chemicznego rozpoznania między gospodarzem a patogenem, b/ zdolności rośliny do ochrony przed patogenem przy pomocy różnych mechanizmów ochronnych już obecnych w roślinie lub uaktywnionych po infekcji patogena. rodzaje odporności rzeczywistej: odporność pozioma i odporność pionowa. Cechy odporności poziomej: 1/ Kontrolowanie odporności przez wiele genów (odporność poligenowa lub multigenowa). Każdy z genów z osobna jest raczej nieefektywny względem patogena lub odgrywa nieznaczną rolę w kreowaniu tej odporności. 2/ Wpływanie przez geny na wiele procesów fizjologicznych warunkujących powstawanie mechanizmów obronnych rośliny. Zauważalne reakcje odpornościowe u np. różnych odmian są jednak zbyt mało zróżnicowane, aby móc podzielić te odmiany na grupy odporności wykorzystując odporność poziomą. 3/ Zmienność w zależności od warunków środowiska. 4/ Brak zdolności ochronnych przed infekcją rośliny; odporność pozioma tylko opóźnia infekcję i rozprzestrzenianie się choroby. Cechy odporności pionowej: 1/ Kontrolowanie odporności przez jeden lub kilka genów (odporność monogeniczna lub oligogeniczna). Geny te prawdopodobnie kontrolują główną fazę współdziałania patogena z gospodarzem. 2/ Niedostosowanie patogena do gospodarza. Jednym z wyrazów tego niedostosowania jest reakcja nadwrażliwości. 3/ Tłumienie zainicjowania związku patogena z gospodarzem. 4/ Hamowanie rozwoju epidemii przez ograniczanie wielkości inicjalnego inokulum. 5/ Brak zmienności w zależności od warunków środowiska.
Odporność pozorna wyraża się: unikaniem choroby, tolerancją. Unikanie choroby występuje, gdy wrażliwa roślina nie ulega infekcji, ponieważ trzy czynniki niezbędne do zapoczątkowania choroby (wrażliwa roślina, wirulentny patogen i sprzyjające środowisko) nie spotykają się i nie współdziałają we właściwym czasie lub dostatecznie długo.
Rośliny mogą uniknąć choroby, ponieważ: 1/ Ich nasiona kiełkują szybciej lub siewki umacniają się przed nadejściem sprzyjającej patogenowi temperatury. 2/ Niektóre rośliny są wrażliwe na patogena tylko w pewnych fazach wzrostu; przy braku patogena lub jego awirulencji roślina pozostaje zdrowa, np. młode rośliny są znacznie bardziej wrażliwe na Pythium spp., sprawców mączniaków prawdziwych i większość bakterii oraz wirusów. Natomiast grzyby z rodzajów Alternaria i Botrytis łatwiej infekują dojrzałe lub zamierające części roślin. 3/ W polu rośliny wrażliwe są poprzedzielane roślinami odpornymi. Ilość inokulum docierającego do roślin wrażliwych jest zbyt mała, aby mogło ono zainicjować infekcję. 4/ Czynniki środowiska mogą zmniejszać wytwarzanie zarodników, przeżywalność i infekcyjność patogena (niesprzyjające czynniki klimatyczne, obecność nadpasożytów lub antagonistów). Tolerancja na chorobę jest zdolnością rośliny do wydawania dobrego plonu, nawet gdy są one porażone przez patogena. Tolerancja wynika ze specyficznych cech rośliny gospodarza, które wprawdzie umożliwiają rozwój patogena i jego rozmnażanie, ale z powodu możliwości kompensowania niekorzystnego oddziaływania patogena, roślina ta jest wciąż zdolna dobrze plonować. Rośliny tolerancyjne są wrażliwe na patogena, ale nie są przez niego zabijane, lecz tylko stosunkowo nieznacznie uszkadzane.
Symptomologia Zajmuje się obserwacją, opisem i klasyfikacją objawów chorób roślin.
Mechanizm powstania:1/Sposób działania patogena. 2/Reakcja rośliny na działanie patogena. Objawy mogą być:
1/specyficzne - charakterystczne dla danej choroby
2/niespecyficzne - identyczne lub podobne dla różnych chorób
3/systemiczne i miejscowe
4/zewnętrzne i wewnętrzne
5/makro i mikroskopowe
Podział objawów chorobowych: a/właściwe objawy chorobowe występujace na chorych roslinach, b/objawy etiologiczne.
Rodzaje objawów własciwych: więdnięcie, nekrozy, zgnilizny, zrakowacenia, zmiany zabarwienia, zniekształcenia, narośla, rany, wydzieliny.
WIĘDNIĘCIA:1/ są wyrazem obniżenia turgoru w komórce roślinnej wskutek wystąpienia deficytu wody, 2/ powstają w wyniku: braku wody w glebie, suszy fizjologicznej, utrata zdolności absorbowania wody przez uszkodzony korzeń, obniżenia lub zatrzymania transportu wody wskutek uszkodzenia szyjki korzeniowej, podstawy łodygi lub naczyń, utraty wody z powodu uszkodzenia kutykuli lub zakłócenia funkcjonowania plazmolemmy np. przez toksyny. NEKROZY: są wynikiem zamarcia: a) komórki np. porażonej wirusem, b)grupy komórek np. porażonych przez Pseudomomonas spp. Blumeriela jaapi, c) tkanek np. ksylemu lub floemu. 2/ objawiaja się zbrunatnieniem i zasychaniem miejsc nekrotycznych, 3/ są wynikiem działania: a) enzymów lub toksyn patogena, b)subst. nekrotycznych powstających jako metabolity w komórce roślinnej, ZGNILIZNY: 1/ są odmianą nekroz, 2/ są wynikiem degradacji tkanki i zawartości komórki, 3/ mogą być: a)mokre-zwykle soczyste fragmenty roślin, są maziste, bezpostaciowe, cuchnące. b) suche- zwykle bogate w tkankę wzmacniającą lub zdrewniałą, fragmenty roślin próchnieją. ZRAKOWACENIA:1 powstają w wyniku tworzenia się kalusa wokół znekrotyzowanej tkanki, 2. w zależności od szybkości nekrotyzowanych tkanek przez patogena i styczności rośliny w tworzeniu kalusa dzielimy na: a)otwarte b)zamknięte. ZMIANY ZABARWIENIA 1.sa odchyleniami od typowej dla danej rośliny barwy liści, kwiatow i owocow,2. sa wynikiem hamowania lub przyspieszania syntezy barwnikow,3. SA reprezentowane przez a)żółtaczki efekt zahamowania syntezy,zwykle brak chlorofilu Mg, Fe, N ) białaczki efekt zahamowania syntezy wszystkich barwnikow c) mozaika (łagodna lub ostra).d)pstrość wyspy barw ostro zarysowane,e) smugowatość - smugowate zabarwienia Np.między nerwami liści, f)czernienie liści i pędów - efekt nadmiernej produkcji antocyjanów. ZNIEKSZTAŁCENIA 1 karłowatość - zahamowanie wzrostu roślin spowodowane przez: 2 krzaczastości-efekt rozwoju licznych pączków, które powinny pozostać uśpione, 3 zniekształcenia liści: zwijanie marszczenie, kędzierzawienie, wyboistość, zanikanie (paprotnikowatość, nitkowatość). 4 zniekształcenia kwiatów: skracanie, pofałdowanie, przekształcenie w kwiaty rurkowe, jednostronny rozwój, fylodie zmiana płatków, pręcików w drobne zielone listki ,słupków. NAROŚLA: 1 jest zaburzeniem wzrostu w skutek zakłócenia gospodarki hormonalnej, 2 jest skutkiem: a) hiperplazji (szybkiego podziwu komórek.) b) hipertrofii tworzenie zbyt dużych komórek, 3 tworzą m.in. Agrobacterium tumefaciens, Plasmodiophora brassicae. RANY: 1 sa skutkiem przerwania ciągłości tkanki,2 mogą być spowodowane przez: a) czynniki atmosf. B)zwierzęta, c)owady z apar. Kłuj- ssącym, 3 moga byc powierzchniowe i i wgłębne. WYDZIELINY: 1 powstająw skutek porażenia różnych organów rośliny przez bakterie i grzyby, 2 moga byc : mętne, białe, różowe, brunatne, śluzowate, gumowate. OZNAKI ETIOLOGICZNE (nauka o sprawcy): sa widocznym patogenem na lub w chorej roślinie. Przykłady oznak etiolog. 1 wycieki sluzowe składające sie z komórek bakterii i ich śluzowatych wydzielin, 2 biały nalot tworzony przez grzybnie i oidia grzybów z rzędu ERYSIPHALES, rdzawe skupienia,owocniki.
EPIDEMIOLOGIA
Cele epidemiologii: 1.Badanie warunków i sposobów powstawania epidemii. 2.Badanie przebiegu i zmienności ilościowej choroby w populacji roślinnej.
Różnice pomiędzy chorobą a epidemią
1/choroba wynika ze współdziałania patogena , rośłiny gospodarza i warunków środowiska
2/epidemia wynika ze współdziałania patogena,rośłiny gospodarza,warunków środowiska oraz czasu i człowieka.
CECHY PATOGENÓW WPŁYWAJĄCE NA ROZWÓJ EPIDEMII: 1.Infekcyjność (zdolność do zakażania) 2.Patogeniczniość a)intensywność wywołanej choroby b)szybkość opanowywania tkanki roślinnej c)reproduktywność 3.Ilość tworzonego inokulum.
ZASADY I METODY OCHRONY ROŚLIN:
1/ Zasada opłacalności którą pomija się gdy: a/ wystąpi choroba pandemiczna, b/ pojawił się obiekt kwarantannowy.2/ Zasada minimalizowania szkód ekologicznych która zakłada, że: a/ celem ochrony roślin nie jest całkowite wyniszczenie patogenów lecz utrzymywanie ich na poziomie ekonomicznej nieszkodliwości, b/ stosowane metody ochrony roślin są jak najmniej szkodliwe dla środowiska. 3/ Zasada stosowania zintegrowanych metod systemów ochrony roślin.4/ Zasada profilaktycznego (zapobiegawczego) działania, które: a/ w pierwszej kolejności podkreśla konieczność ochrony roślin przed chorobami i zwalczania patogenów, b/ na drugim miejscu stawia potrzeby leczenia roślin.
METODY OCHRONY ROŚLIN (w takiej kolejności trzeba je wymieniać): 1/ agrotechniczna, 2/ kwarantannowa, 3/ fizyczna, 4/ biologiczna, 5/ hodowlana, 6/ chemiczna.
AGROTECHNICZNE METODY OCHR. ROŚL. 1/ polegają na stosowaniu technologii uprawy roślin zmniejszających prawdopodobieństwo wystąpienia choroby. 2. w integrowanych systemach ochr. rośl. przed chorobami metody agrotechniczne są zawsze metodami podstawowymi i muszą być uzupełnianie innymi metodami tylko gdy nie zapewniają wystarczającej ochrony. ZALETY: 1. nie wymagają żadnych dodatkowych kosztów poza kosztami prawidłowo wykonanych zabiegów agrotechnicznych, 2. nie ingerują w środowisko i nie stanowią dla niego zagrożenia. WADY: ograniczona i zwykle niska skuteczność. RODZAJE AGROTECHN.M.OCHR.ROŚL.1. wybór stanowiska pod uprawę roślin, która zależy od: składu mikroorganizmów, pH gleby, nasłonecznienia, uwilgotnienia, napowietrzenia.2. Przygotowanie pola pod uprawę roślin, które powinno: zmniejszyć poziom inokulum patogenów/ zoptymalizować stosunki powietrzno-wodne.3. Zmianowanie powinno: a)zmniejszać lub likwidować inokulum patogena zwłaszcza ich formy przetrwalnikowe, b) sprzyjać rozwojowi: antagonistów, silnie konkurencyjnych saprotrofów, nadpasożytów, symbiontów, c) poprawiać: strukturę gleby, zaopatrzenie gleby w składniki mineralne i wodę.4. Regulacja odczynu gleby, która powinna: nie sprzyjać rozwojowi patogenów/ być dostosowana do agrotechnicznych wymagań roślin. 5. Prawidłowe nawożenie, które powinno: zaspakajać zapotrzebowanie roślin w makro i mikroelementy/ korzystnie kształtować: pH gleby, strukturę gleby, stosunki powietrzno wodne gleby, opór mikrobiologiczny gleby. 6. Uprawa roślin ochronnych zatrzymujących wektory patogenów. 7. Uprawa roślin pułapkowych. 8. Dobór właściwego materiału rozmnożeniowego, który powinien być: dorodny/ wolny od patogenów, tj. pochodzący np. z: terenów o warunkach klimatycznych niesprzyjających patogenom, terenów zamkniętych tzn. odizolowanych od innych upraw. 9. Mikrorozmnażanie in vitro 10. Wybór właściwego terminu i sposobu siewu i sadzenia 11. Stosowanie właściwej gęstości siewu lub sadzenia które wpływa na kondycję roślin, mikroklimat w zbiorowisku roślinnym, łatwość i tempo przenoszenia się patogenów, jakość wykonania zabiegów agrotechnicznych np.: odchwaszczenie i zabiegów ochrony roślin. 12.Niszczenie chwastów, które: obniżają wzrost i rozwój roślin, zwiększają zagęszczenie roślin, mogą być alternatywnymi lub dodatkowymi żywicielami patogenów lub ich wektorów, mogą być żywicielami pośrednimi patogenów lub wektorów, zmniejszają skuteczność zmianowania .13. Zbiór roślin który powinien ograniczać porażenie roślin przez patogenny, minimalizować uszkodzenia roślin i ich płodów 14.Niszczeni źródeł infekcji przez: usuwanie roślin chorych, niszczenie resztek pożniwnych, niszczenie chwastów.
KWARANTANNA systemem organizacyjno-kontrolnym którego celem jest 1. zapobieganie przenoszeniu chorób, szkodników i chwastów na nowe obszary . 2 zlokalizowanie i niszczenie wykrytych ognisk nowych chorób zwłaszcza pandemicznych. Przepisy i porozumienia kwarantannowe ustalają:1.zasady obrotu materiałem roślinnym w zasięgu krajowym i międzynarodowym,2.wymagania dotyczące zdrowotności przesyłanych lub przewożonych roślin. 3. wymagania fitosanitarne przy imporcie i exporcie mat. roślnnego. Wykonawcy przepisów kwarantannowych: 1. Państwowa Inspekcja Ochrony Roślin i Nasiennictwa. 2.Wojewódzkie Inspektoraty Ochrony Roślin i Nasiennictwa. ORGANIZACJA KWARANT. 1.zewnętrzna, która: obejmuje teren całego kraju lub grupy krajów np.: UE, chroni kraj przed nowymi agrofagami np.: patogenny, szkodniki, chwasty, jest reprezentowana przez graniczne służby kwarantannowe roślin. 2.wewnętrzna: obejmuje tylko teren kraju lub jego cześć bądź region, lokalizuje ogniska chorób z listy kwarantannowej i zapobiega rozprzestrzenianiu się tych chorób, zobowiązuje producentów do: zgłaszania służbom kwarantannowym objawów chorób kwarantannowych, podporządkowania się zarządzeniom służb kwarantannowych. Zasady sporządzania list kwarantannowych chorób roślin:1.Dotychczasowy brak choroby lub jej lokalne występowanie,2. możliwość czynnego przeniesienia choroby jej łatwego rozprzestrzeniania się w kraju 3.duza szkodliwość choroby 4. konieczność stosowania specjalnych środków ochrony, dotychczas nie stosowanych w przypadku występowania choroby. ZADANIA SŁUŻB KWARANTANNOWYCH 1. Przyjmowanie zgłoszeń o pojawieniu się chorób kwarantannowych, 2.ustalenie sposobu postępowania z chorym materiałem rośl.3. lustracje upraw,4. rozpowszechnienie przepisów i wiedzy o chorobach kwarantannowych i metodach ich zwalczania.
FIZYCZNE METODY OCHR. ROŚL. Fizyczne metody redukują lub eliminują patogenny w materiale roślinnym lub w podłożu, w którym mają być uprawiane rośliny, przy pomocy czynników fizycznych. CZYNNIKI FIZYCZNE WYKORZYSTYWANE W OCHRONIE ROŚLIN: 1. Podwyższona temperatura, która: - przy 65-70C zabija większość patogenów glebowych, pozostawiając przy życiu dużą część mikroorganizmów pożytecznych,- przy 50-52 stopnie C i utrzymywana przez ok. 20-60 min. eliminuje wiele patogenów zasiedlających nasiona i organy rozmnażania wegetatywnego.- jest wykorzystywana w termoterapii wirusów, wiroidów. 2. Obniżona temperatura, która głownie wstrzymuje aktywność wielu patogenow.3. Promieniowanie, które ogranicza i hamuje zarodnikowanie m.in. Altemaria, Botrytis.
BIOLOGICZNA OCHR. ROŚL. PRZED PATOGENAMI jest oparta na osiągnięciach inżynierii genetycznej, wiedzy o interakcjach roślina-patogen i wiedzy o produkcji roślinnej, polega na wykorzystaniu organizmów żywych do redukcji liczebności populacji szkodliwych roślin i zwierząt. Najczęściej wykorzystuje się w tym celu gatunki będące naturalnymi wrogami zwalczanych organizmów (patogeny, pasożyty, parazytoidy i drapieżcy).
Definicja 1: Biologiczna ochrona jest obniżeniem ilości inokulum lub obniżeniem aktywności chorobotwórczej patogena wskutek oddziaływania jednego organizmu lub więcej organizmów innych niż człowiek.
Definicja 2: Biologiczna ochrona jest wykorzystaniem naturalnych lub zmodyfikowanych organizmów, genów lub ich produktów w celu obniżenia skutków oddziaływania organizmów niepożądanych i faworyzowania organizmów pożytecznych takich jak uprawy, drzewa, zwierzęta, owady i mikroorganizmy.
Biologiczne metody ochrony roślin obejmuje: 1. Modyfikowanie zabiegów uprawnych w celu sprzyjania rozmnażaniu miejscowych antagonistów i symbiontów.2.Introdukowaine żywych antagonistów lub symbiontów do środowiska lub na roślinę 3. Inokulowanie roślin niekompatybilnymi, wirulentnymi lub słabo wirulentnymi organizmami.
Mechanizmy wykorzystywane w biologicznej ochronie roślin:1. Antybioza.2. Konkurencja o miejsce lub substrat 3. Pasożytnictwo 5. Ochrona krzyżowa. 6. Symbioza.
Cele biologicznej ochrony roślin: Zwiększenie produkcji roślinnej w ramach istniejących zasobów przez- nawadnianie roślin uprawnych w rejonach z niedoborem wody,- zwiększenie powierzchni uprawnej wskutek zagospodarowania nieużytków i obszarów leśnych,- zahamowanie tempa zmniejszania się obszarów produkcyjnych z powodu ich przeznaczenia pod budynki, ulice i oddziaływanie erozji, - zwiększenie lub co najmniej utrzymanie poziomu produkcji żywności z jednostki powierzchni chroniąc nieodtwarzalne zasoby i przeciwdziałając zmniejszaniu się,- zwiększenie zdrowotności roślin,- bardziej efektywne wykorzystywanie nawozów w skutek: *zmniejszenie występowania patogenów systemu korzeniowego *modyfikowanie genetyczne odmian roślin, *wykorzystywanie populacji mikroorganizmów ułatwiających mineralizację związków organicznych i absorpcję związków nieorganicznych oraz tłumiących aktywność patogenów,- tłumienie lub niszczenie inokulum patogenów,- ochronę roślin przed infekcją, zwiększenie tolerancji roślin na patogenny, łagodzenie lub unikanie oddziaływania stresów abiotycznych,- stosowanie właściwego następstwa roślin.
METODY HODOWLANE hodowla odmian roślin odpornych na choroby polega na uzyskaniu nowych genotypów i porównywaniu poziomu ich odporności z poziomem odporności genotypów juz istniejących. ZALETY: 1/ skuteczność, 2/ taniość, 3/ obojętnośc dla środowiska. WADY: duża trudność i kosztowność wyhodowania odpornej odmiany.
MIERNIKI POZIOMU ODPORNOŚCI ROŚLIN NA CHOROBY: 1/ Liczbowy próg infekcyjny - liczba propagul patogena niezbędna do dokonania infekcji. 2/ Liczbowy próg choroby - liczba propagul patogena niezbędna do wywołania choroby. 3/ Tempo penetracji tkanek roślinnych przez patogena. 4/ tempo i intensywność rozmnażania lub namnażania się patogenna w roślinie; 5/intensywność zarodnikowania na roślinie chorej; 6/ długość okresu inkubacji; 7/stopień zakłócenia podstawowych procesów w roślinie; 8/obniżka plonu roślin chorych względem roślin zdrowych.
TECHNIKI HODOWLANE UŻYWANE W HODOWLI ODPORNOŚCIOWEJ: 1/selekcja masowa nasion, która polega na wyborze nasion z najbardziej odpornych roślin uprawianych w polu, jest to metoda prosta ale ulepsza rośliny wolno, nie zapewnia kontroli źródła pochodzenia pyłku roślin obcopylnych; 2/linia czysta lub selekcja rodowodowa, która polega na rozmnażaniu bardzo odpornych roślin i ich potomstwa, wielokrotnym i testującym inokulowaniu wybranych roślin w celu zbadania stabilności ich odporności; 3/krzyżowanie wsteczne, które polega na krzyżowaniu z jednym z rodziców lub roślina dzika o wyższej odporności na patogenna, po czym odporne pojedynki są wstecznie krzyżowane z wrażliwą odmianą, jest wielokrotnie powtarzana do czasu ustabilizowania się, uzyskania cech gamet, jest łatwiejsza do stosowania u roślin obcopylnych niż samopylnych; 4/hodowla wsobna, która polega na zapylaniu roślin własnym pyłkiem; 5/zmiana poziomu poliploidalności, polega na tworzeniu euploidów np. 4n,6n i aneuploidów 2n+1; 6/ heterozja czyli bujność mieszańców który prowadzi do silnego wzrostu, odporności pokolenia F1 wskutek skrzyżowania odpornych odmian. ŹRÓDŁA GENÓW ODPORNOSCI: niespokrewnione rośliny lub inne odmiany; stare odmiany; spokrewnione rośliny dzikie i wytworzone mutanty.
CHEMICZNE METODY OCHR.ROŚL. polegają zwalczaniu patogenów lub na przeciwdziałaniu za pomocą subst. chemicznych, które są dla nich toksyczne, mogą one albo hamować wzrost i rozmnażanie patogenów albo są względem nich śmiertelne. Są one: skuteczne, radykalne, proste w stosowaniu, szybkie w osiąganiu założonych efektów. W zintegrowanych programach ochr. rośl. metody chemiczne ogranicza się do niezbędnego poziomu i zabiegi chemiczne stosowane są z troską o pełne bezpieczeństwo ludzi i środowiska.
FUNGICYDY vs. insektycedy i herbicydy: 1/ stanowią ok. 15% wszystkich stosowanych pestycydów vs.35% insektycydy i 50% - herbicydy, 2. są subst. toksycznymi dla grzybów a mniej dla roślin niż herbicydy i dla zwierząt niż insektycydy.
KRYTERIA OCENY FUNGICYDÓW: 1. Toksyczność względem patogenów roślin, która: a) jest najważniejszą cechą określającą skuteczność fungicydu, b) może być wyrażona liczbą ED50 (efective dose) która: -określa dawkę fungicydu hamującą wzrost grzybni lub kiełkowanie zarodników o 50%, -posiada miano "ppm" w odniesieniu do substancji aktywnej fungicydu, - dzieli fungicydy na: I. bardzo toksyczne ED50<1ppm, II. toksyczne ED50=1-10ppm, III. mało toksyczne ED50=11-100ppm, IV. b. mało toksyczne ED50>100ppm. c) powinna uwzględniać: - różną aktywność fungicydu w zależności od warunków testowania, - wybiórczą skuteczność względem różnych grup grzybów. 2. Toksyczność względem organizmów stałocieplnych, która: a) jest mierzona dawką letalną LD50 (lethal dose) powodujący śmierć 50% osobników poddanych działaniu danej substancji, b) dzieli fungicydy na klasy toksyczności doustnej i doskórnej (IV klasy subst. stała i subst. płynna), c) jest również wyrażana: - toksycznością ostrą - stopień zagrożenia po jednorazowym wchłonięciu stosunkowo dużej dawki fungicydu, - toksycznością chroniczną - stopień zagrożenia przy dłużej trwającym lub stałym kontakcie z fungicydem, która może się ujawnić w postaci: drażnienia skóry i błon śluzowych, alergii, chorób rakowych (działanie kancerogenne), uszkodzenia płodu (działanie teratogenne). 3. Fitotoksyczność, która przejawia się: a) poparzeniami - fungicydy miedziowe stosowane w czasie długich opadów i przy niskiej temp. b) nekrozami - fungicydy siarkowe stosowane w zbyt wysokich dawkach i przy wys. temp. c) ordzewieniem owoców, d) zahamowaniem kiełkowania i wzrostu roślin. 4. Wpływ fungicydów na środowisko. 5. Ekonomiczna efektywność stosowania fungicydów, która: a) zależy od: skuteczności fungicydu, ceny fungicydu, dawki i sposobu zastosowania fungicydu, b) jest wyrażona wskaźnikiem ekonomicznej efektywności zastosowania fungicydu.